KR20020074232A - X-ray projection exposure device, x-ray projection exposure method, and semiconductor device - Google Patents

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KR20020074232A
KR20020074232A KR1020027009967A KR20027009967A KR20020074232A KR 20020074232 A KR20020074232 A KR 20020074232A KR 1020027009967 A KR1020027009967 A KR 1020027009967A KR 20027009967 A KR20027009967 A KR 20027009967A KR 20020074232 A KR20020074232 A KR 20020074232A
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Abstract

소망의 미세 패턴을 웨이퍼 상의 회로 패턴에 고정밀도로 중첩하여 노광할 수 있는 X선 투영노광장치를 제공한다. 이 X선 투영노광장치는, X선 원과, X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하는 X선 조명광학계와, 이 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 마스크로부터의 X선을 받아 이 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하는 X선 투영광학계 (1) 와, 웨이퍼 (4) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (5) 와, 웨이퍼 (4) 에 형성된 마크 (4a) 의 위치를 검출하는 마크위치 검출기구 (6) 를 구비한다. 또한 X선 투영광학계 (1) 의 노광시야의 중심 (36) 은 이 광학계 (1) 의 중심축 (1a) 으로부터 떨어진 위치에 있다. 또 마크위치 검출기구 (6) 의 중심축 (6a) 은 X선 투영광학계 (1) 의 중심축 (1a) 에 대하여 노광 시야측에 있다.Provided is an X-ray projection exposure apparatus capable of exposing a desired fine pattern to a circuit pattern on a wafer with high accuracy. This X-ray projection exposure apparatus includes an X-ray source, an X-ray illumination optical system for irradiating an X-ray generated from the X-ray source onto a mask having a predetermined pattern, a mask stage for supporting the mask, and a mask from An X-ray projection optical system 1 for receiving an X-ray and projecting an image of this pattern onto a resist-coated wafer, a wafer stage 5 for supporting the wafer 4, and a mark 4a formed on the wafer 4 Is provided with a mark position detector port 6 for detecting the position. In addition, the center 36 of the exposure field of the X-ray projection optical system 1 is at a position away from the central axis 1a of the optical system 1. In addition, the center axis 6a of the mark position detector sphere 6 is on the exposure field side with respect to the center axis 1a of the X-ray projection optical system 1.

Description

X선 투영 노광장치, X선 투영 노광방법 및 반도체 디바이스{X-RAY PROJECTION EXPOSURE DEVICE, X-RAY PROJECTION EXPOSURE METHOD, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}X-ray projection exposure apparatus, X-ray projection exposure method and semiconductor device {X-RAY PROJECTION EXPOSURE DEVICE, X-RAY PROJECTION EXPOSURE METHOD, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}

기술분야Technical Field

본 발명은 예컨대 포토마스크 (마스크 또는 레티클) 상의 회로패턴을 파장 1∼30 ㎚ 의 X선을 이용하여, 반사형 결상광학계를 통하여 웨이퍼 등의 기판 상에 전사하는 X선 투영노광장치에 관한 것이다. 또 이 X선 투영노광장치를 사용한 노광방법 및 이 X선 투영노광장치로 작성한 반도체 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray projection exposure apparatus for transferring a circuit pattern on a photomask (mask or reticle) onto a substrate such as a wafer through a reflective imaging optical system using X-rays having a wavelength of 1 to 30 nm. Moreover, it is related with the exposure method using this X-ray projection exposure apparatus, and the semiconductor device produced with this X-ray projection exposure apparatus.

배경기술Background

현재 공업적으로 사용되고 있는 반도체 제조용 노광장치는 물체면으로서의 포토마스크 (이하 마스크라고 함) 면 상에 형성된 회로패턴을, 투영광학계를 통하여 웨이퍼 등의 기판 상에 투영전사하는 것이다. 마스크 및 투영광학계의 결상소자 (렌즈 등) 는 모두 투과계이다. 노광광원은 예컨대 고압수은등의 i선이나 KrF 레이저 광원 등이 사용된다.Background Art [0002] An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor currently used industrially is to project-transfer a circuit pattern formed on a surface of a photomask (hereinafter referred to as a mask) as an object surface onto a substrate such as a wafer through a projection optical system. The imaging elements (lens and the like) of the mask and the projection optical system are both transmission systems. Examples of the exposure light source include i-rays of a high pressure mercury lamp, a KrF laser light source, and the like.

도 5 는 광투과계의 노광장치의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of an exposure apparatus of a light transmission system.

이 노광장치는 광원 (도시 생략) 과, 조명광학계 (50) 와, 투영광학계 (51) 와, 마스크 (52) 를 지지하는 마스크 스테이지 (53) 와, 웨이퍼 (54) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (55) 와, 웨이퍼 마크위치 검출기구 (56) 와 마스크 마크위치 검출기구 (도시생략) 등으로 구성되어 있다.This exposure apparatus includes a light source (not shown), an illumination optical system 50, a projection optical system 51, a mask stage 53 for supporting the mask 52, and a wafer stage 55 for supporting the wafer 54. ), A wafer mark position detector mechanism 56, a mask mark position detector mechanism (not shown), and the like.

그 외에, 웨이퍼의 표면위치 검출기구 등도 설치되어 있다. 상기 기구는 예컨대 웨이퍼 상에 비스듬하게 광속을 조사하여, 그 반사 광속을 광검출기로 검출한다. 본 기구에 의해, 상기 웨이퍼의 광축방향의 표면위치를 알 수 있다. 이와 같은 표면위치검출기구의 구체예는 일본 공개특허공보 평6-283403호나 8-64506호, 일본 공개특허공보 평10-214783호에 개시되어 있다.In addition, a wafer surface position detector or the like is also provided. The instrument irradiates the light beam obliquely on the wafer, for example, and detects the reflected light flux with a photodetector. By this mechanism, the surface position in the optical axis direction of the wafer can be known. Specific examples of such a surface position detection mechanism are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-283403, 8-64506, and Japanese Patent Laid-Open No. 10-214783.

상기 마크위치 검출기구는 웨이퍼 및 마스크 상에 형성된 마크위치를 광학적 수단으로 검출한다.The mark position detector tool detects the mark positions formed on the wafer and the mask by optical means.

마스크 (52) 는 웨이퍼 (54) 에 전사하는 패턴의 등배 또는 확대 패턴이 형성되어 있다.The mask 52 is formed with an equal magnification or enlargement pattern of the pattern to be transferred to the wafer 54.

투영광학계 (51) 는 통상적으로 복수의 렌즈 등으로 구성되어, 상기 마스크 (52) 상의 패턴을 상기 웨이퍼 (54) 상에 결상하여 일괄 전사할 수 있도록 되어 있고, 약 20 ㎜ 각의 노광시야를 갖고 있기 때문에, 소망의 영역 (예컨대 반도체 2 칩분의 영역) 을 일괄하여 노광할 수 있다.The projection optical system 51 is usually composed of a plurality of lenses or the like to form a pattern on the mask 52 on the wafer 54 so as to collectively transfer the light, and has an exposure field of about 20 mm. Therefore, the desired area (for example, the area for two semiconductor chips) can be collectively exposed.

반도체 디바이스의 회로는 복수층에 걸쳐 형성되기 때문에, 투영노광장치를 사용한 리소그래피수법으로 반도체 디바이스를 작성할 때에는 이미 웨이퍼 상에 형성되어 있는 회로 상에 고정밀도의 중첩노광을 실시하게 된다. 중첩 정밀도를 확보하기 위해서는 노광중의 마스크 (52) 및 웨이퍼 (54) 의 위치를 정밀하게 검출하는 기구가 필요하다. 이와 같은 기구로서, 마스크 스테이지 (53) 나 웨이퍼 스테이지 (55) 의 위치를 리얼타임으로 측정하는 간섭계 (도시생략) 와, 상기 양스테이지의 기준위치를 구하는데에 사용하는 웨이퍼 (54) 및 마스크 (52) 상에 형성된 마크 (도시생략) 를 광학적인 수단으로 검출하는 마크위치 검출기구 (56 ; 마스크측의 마크검출기구는 도시생략) 가 사용된다.Since the circuit of a semiconductor device is formed in multiple layers, when producing a semiconductor device by the lithographic method using a projection exposure apparatus, high-precision overlap exposure is performed on the circuit already formed on the wafer. In order to secure the overlapping accuracy, a mechanism for precisely detecting the positions of the mask 52 and the wafer 54 during exposure is required. As such a mechanism, an interferometer (not shown) for measuring the position of the mask stage 53 or the wafer stage 55 in real time, and the wafer 54 and mask used for obtaining reference positions of the two stages ( A mark position detector mechanism 56 (not shown in the mask detection mechanism on the mask side) that detects a mark (not shown) formed on 52 is used as an optical means.

마크위치 검출기구 (56) 는 예컨대 광학현미경과 같은 구성으로 하고, 마크의 확대 이미지를 CCD 등의 화상검출기로 검출한다. 마크위치 검출기구는 기기배치상의 제약으로부터 투영광학계 (51) 에 인접하여 배치되는 경우가 많다. 이와 같은 마크위치 검출기구의 구체예는 일본 공개특허공보 평5-21314호 등에 개시되어 있다.The mark position detector mechanism 56 has a configuration such as an optical microscope, for example, and detects an enlarged image of the mark with an image detector such as a CCD. The mark position detector sphere is often disposed adjacent to the projection optical system 51 due to the constraints on the arrangement of the devices. A specific example of such a mark position detector tool is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-21314.

도 6 은 노광면 상의 노광시야와 마크위치 검출기구의 검출중심의 관계를 나타낸 설명도이다.6 is an explanatory diagram showing a relationship between an exposure field on an exposure surface and a detection center of a mark position detector port.

도 6 의 중앙부의 해칭된 영역이 노광시야 (62) 이고, 그 중심이 노광시야중심 (61) 이다. 이 예에서는 노광시야 (62) 는 장방형이다. 노광시야중심 (61) 을 지나, 웨이퍼 스테이지의 구동축에 평행하게 그은 도면중에서 가로방향으로 연장되는 일점쇄선의 직선이 x 방향 중심선 (64) 이다. 상기 중심선 (64) 과, 노광시야중심 (61) 에서 직각으로 교차되는 것이 y 방향 중심선 (65) 이다.The hatched area in the center of FIG. 6 is the exposure field 62, and the center thereof is the exposure field center 61. As shown in FIG. In this example, the exposure field 62 is rectangular. The straight line of the dashed-dotted line extending horizontally in the figure which passed through the exposure field center 61 and parallel to the drive shaft of the wafer stage is the x-direction center line 64. A center line 65 in the y direction crosses the center line 64 at right angles at the exposure field center 61.

종래의 일반적인 노광장치는 투영광학계의 중심축과, 정방형 또는 장방형의 노광시야 (62) 의 중심점 (61) 은 일치하고 있다. 이것은, 투과굴절계의 투영광학계의 렌즈는 축대칭 형상으로 중심부의 광학수차가 작으므로, 이 축부근의 시야를 사용하는 것이 원칙이라고 할 수 있기 때문이다.In the conventional general exposure apparatus, the central axis of the projection optical system coincides with the center point 61 of the square or rectangular exposure field 62. This is because the lens of the projection optical system of the transmission refraction system has an axisymmetric shape, and the optical aberration of the center part is small, so it can be said that it is a principle to use the field of vision near this axis.

다음으로 검출중심 (63) 에 대하여 설명한다. 마크위치 검출기구 (56 ;도 5 참조) 로서 광학검출기구를 사용할 경우, 마크위치 검출기구 (56) 와 투영광학계 (51) 가 간섭되지 않도록, 검출중심 (63) 은 상기 노광시야의 중심점 (61) 으로부터 일정거리 (도면중의 BL) 떨어진 위치에 배치된다. 또한 검출중심 (63) 은 실질적으로는 마크위치 검출기구 (56) 의 광학계의 중심축과 웨이퍼면의 교점이다. 또 거리 BL 은 투영광학계 (51) 의 경통반경과 마크위치 검출기구 (56) 의 광학경통의 반경을 더한 치수와 대략 같다. 또한 웨이퍼 스테이지의 구동축과 일치하는 방향을 도 6 에 나타내는 x 방향 중심선 (64) 으로 하고, 이것에 직각인 방향을 y 방향 중심선 (65) 으로 하면, 이들의 선상 (x 축 또는 y 축상) 에서 투영광학계 중심점 (61) 에서 BL 거리에 있는 위치 (63a, 63b, 63c, 63d) 의 4점중 어느 하나에 배치하는 경우가 많았다.Next, the detection center 63 will be described. When the optical detection mechanism is used as the mark position detector mechanism 56 (see FIG. 5), the detection center 63 is the center point 61 of the exposure field so that the mark position detector mechanism 56 and the projection optical system 51 do not interfere. It is arranged at a position away from the predetermined distance (BL in the drawing). The detection center 63 is substantially an intersection of the central axis of the optical system of the mark position detector mechanism 56 and the wafer surface. The distance BL is approximately equal to the dimension obtained by adding the radius of the barrel of the projection optical system 51 and the radius of the optical barrel of the mark position detector port 56. If the direction coinciding with the drive axis of the wafer stage is the x-direction center line 64 shown in FIG. 6 and the direction perpendicular to this is the y-direction center line 65, the projection is performed on these lines (x-axis or y-axis). In many cases, it arrange | positioned in any one of four points of the positions 63a, 63b, 63c, and 63d in BL distance from the optical system center point 61. FIG.

노광할 때에는 미리 노광시야의 중심 (61) 과 마크위치 검출기구의 검출중심 (63) 의 간격 BL (이 간격을 베이스라인이라고 함) 을 측정한다. 그리고 웨이퍼 상의 마크위치를 마크위치 검출기구로 검출하고, 사전에 판명되어 있는 마크위치와 노광하고자 하는 웨이퍼 상의 위치의 관계와 베이스라인으로부터, 노광하고자 하는 웨이퍼 상의 위치의 좌표를 구하고, 이 좌표 위치가 노광시야의 중심위치와 일치하도록, 웨이퍼 스테이지를 이동시킨다.At the time of exposure, the distance BL of the center of the exposure field 61 and the detection center 63 of the mark position detector sphere is measured in advance. Then, the mark position on the wafer is detected by the mark position detector, and the coordinates of the position on the wafer to be exposed are obtained from the relationship between the previously known mark position and the position on the wafer to be exposed and the baseline. The wafer stage is moved to coincide with the central position of the field of view.

이상과 같은 방법에 의해, 웨이퍼 상의 원하는 위치에 노광시야를 위치시키고, 그 위치에 패턴을 전사형성할 수 있었다.By the above method, the exposure field was positioned at a desired position on the wafer, and the pattern could be transferred to the position.

그러나 최근 반도체회로의 집적화, 고성능화가 더욱 진행되어, 노광장치의 해상도를 더욱 향상시키는 것이 요구되어 왔다. 일반적으로 노광장치의 해상력W 는 주로 노광파장 λ와 결상광학계의 개구수 NA 로 결정되고, 다음 수학식으로 표시된다.However, in recent years, integration of semiconductor circuits and high performance have been further progressed, and it has been required to further improve the resolution of an exposure apparatus. In general, the resolution W of the exposure apparatus is mainly determined by the exposure wavelength λ and the numerical aperture NA of the imaging optical system, and is expressed by the following equation.

W = K1 λ/NA k1:정수W = K1 λ / NA k1: Integer

따라서 해상력을 향상시키기 위해서는 노광광의 파장을 짧게 하거나, 또는 개구수를 크게 하는 것이 필요하게 된다. 현재 반도체의 제조에 사용되고 있는 노광장치의 노광광원에는 전술한 바와 같이, 주로 파장 365 ㎚ 의 i선이 사용되고 있고, 개구수 약 0.5 에서 0.5 ㎛ 의 해상력이 얻어지고 있다. 개구수를 이 이상 크게 하는 것은 광학설계상 곤란하기 때문에, 노광광의 단파장화가 추구되고 있다.Therefore, in order to improve the resolution, it is necessary to shorten the wavelength of exposure light or to increase the numerical aperture. As described above, i-rays having a wavelength of 365 nm are mainly used for the exposure light source of the exposure apparatus currently used in the manufacture of semiconductors, and a resolution of about 0.5 to 0.5 µm is obtained. Since it is difficult for the optical design to increase the numerical aperture beyond this, shortening the wavelength of the exposure light is pursued.

따라서 최근 i선보다 단파장의 노광광으로서, 예컨대 엑시머레이저가 사용되고 있다. 그 파장은 예컨대 KrF 에서 248 ㎚, ArF 에서 193 ㎚ 이기 때문에, KrF 에서는 0.25 ㎛, ArF 에서는 0.18 ㎛ 의 해상력이 얻어진다.Therefore, for example, an excimer laser is used as exposure light of shorter wavelength than i line | wire recently. Since the wavelength is, for example, 248 nm in KrF and 193 nm in ArF, resolution of 0.25 mu m in KrF and 0.18 mu m in ArF is obtained.

그리고 노광광으로서 더욱 파장이 짧은 X선을 사용하면, 예컨대 파장 13 ㎚ 으로 하면, 0.1 ㎛ 이하의 해상력이 얻어진다.When X-rays with shorter wavelengths are further used as exposure light, for example, when the wavelength is 13 nm, a resolution of 0.1 µm or less is obtained.

이와 같은 X선 투영노광장치의 경우, X선의 투과성이 좋은 렌즈재료가 공업적으로는 얻어지지 않기 때문에, 투영결상광학계를 전부 반사경으로 구성할 필요가 있다. 반사식 광학계의 경우, 광학계의 중심축 부근에 시야가 넓은 광학계를 설계하는 것은 곤란하다. 한편 투영광학계의 노광시야를 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 형성하고 (소위 축 분리 광학계), 예컨대 윤대(輪帶)형상으로 하면, 가늘고 긴 노광시야내에서 높은 해상도를 얻을 수 있다.In the case of such an X-ray projection exposure apparatus, since a lens material having good X-ray transmittance is not industrially obtained, it is necessary to configure all of the projection imaging optical systems with reflecting mirrors. In the case of the reflective optical system, it is difficult to design an optical system with a wide field of view near the central axis of the optical system. On the other hand, if the exposure field of the projection optical system is formed at a position away from the central axis of the optical system (so-called axial separation optical system), for example, in the shape of a ring, high resolution can be obtained within the long exposure field.

또한 노광시에, 마스크와 웨이퍼를 주사함으로써, 작은 시야의 결상광학계로 20 ㎜ 각 이상의 반도체 칩을 노광할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하는 X선 투영노광장치에 의하면 원하는 노광영역을 확보할 수 있다.In addition, by scanning a mask and a wafer at the time of exposure, the semiconductor chip of 20 mm or more can be exposed by the imaging optical system of a small field of view. According to the X-ray projection exposure apparatus using such a method, a desired exposure area can be secured.

도 7 은 현재 고안되고 있는 X선 투영노광장치의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of an X-ray projection exposure apparatus currently being devised.

X선 투영노광장치의 주된 구성요소는 주로 X선 광원 (77), X선 조명광학계 (78), X선 투영광학계 (71), 마스크 (72), 마스크 스테이지 (73), 웨이퍼 (74), 웨이퍼 스테이지 (75) 이다.The main components of the X-ray projection exposure apparatus mainly include the X-ray light source 77, the X-ray illumination optical system 78, the X-ray projection optical system 71, the mask 72, the mask stage 73, the wafer 74, Wafer stage 75.

X선 광원 (77) 은, 예컨대 방전 플라스마식 X선 광원이다. 조명광학계 (78) 는 여러 단의 반사렌즈, 필터 등으로 이루어지고, 윤대 형상의 조명광을 마스크 (72) 쪽으로 조사한다.The X-ray light source 77 is, for example, a discharge plasma X-ray light source. The illumination optical system 78 consists of several stages of reflection lenses, a filter, etc., and irradiates a ring-shaped illumination light toward the mask 72.

X선 투영광학계 (71) 는 복수의 반사경 등으로 구성되고, 마스크 (72) 상의 패턴을 웨이퍼 (74) 상에 결상한다. 각 반사경의 표면에는 X선의 반사율을 높이기 위한 다층막이 형성되어 있다. X선 투영광학계 (71) 는 윤대 형상의 노광시야를 갖고, 마스크 (72) 의 일부 윤대 형상의 영역 패턴을, 웨이퍼 (74) 의 표면에 전사한다.The X-ray projection optical system 71 is composed of a plurality of reflecting mirrors and the like, and forms a pattern on the mask 72 on the wafer 74. On the surface of each reflecting mirror, a multilayer film for enhancing the reflectance of X-rays is formed. The X-ray projection optical system 71 has a ring-shaped exposure field and transfers a portion of the ring-shaped region pattern of the mask 72 to the surface of the wafer 74.

마스크 (72) 는 반사형이고, 그 반사면에 회로패턴이 형성되어 있다. 마스크가 반사형이기 때문에, X선 투영광학계 (71) 는 마스크측이 비텔레센트릭한 광학계로 된다.The mask 72 is a reflection type, and a circuit pattern is formed in the reflection surface. Since the mask is a reflective type, the X-ray projection optical system 71 is an optical system in which the mask side is non-telecentric.

파장 1∼30 ㎚ 의 X선은 공기에 의한 흡수가 크기 때문에, 적어도 X선 노광장치의 X선 광로는 감압분위기, He 분위기, 또는 진공환경으로 유지하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 진공환경으로 하는 것으로, 이 때문에 X선 투영노광장치의 광학계는 진공 챔버 (도시생략) 내에 배치된다.Since X-rays having a wavelength of 1 to 30 nm have a large absorption by air, at least the X-ray optical path of the X-ray exposure apparatus is preferably maintained in a reduced pressure atmosphere, a He atmosphere, or a vacuum environment. Most preferably, it is set as a vacuum environment. For this reason, the optical system of the X-ray projection exposure apparatus is arranged in a vacuum chamber (not shown).

반도체 디바이스는 회로가 복수층에 걸쳐 형성되기 때문에, X선 투영노광장치로 반도체 디바이스의 패턴을 전사노광할 때에도, 이미 웨이퍼 상에 형성되어 있는 회로 상에, 다음의 회로패턴을 중첩 노광시킨다. 이 중첩 노광을 고정밀도로 실시하기 위해, 노광중의 마스크 (72) 및 웨이퍼 (74) 의 위치를 정밀하게 검출하는 기구가 필요하다. 이와 같은 기구로서, 마스크 스테이지 (73) 나 웨이퍼 스테이지 (75) 의 위치를 리얼타임으로 측정하는 간섭계 (도시생략) 와, 상기 양 스테이지의 기준위치를 구하는데에 사용하는, 웨이퍼 (74) 및 마스크 (72) 상에 형성된 마크 (도시생략) 를 광학적인 수단으로 검출하는 마크위치 검출기구 (도시생략) 가 사용된다.In the semiconductor device, since the circuit is formed over a plurality of layers, the following circuit pattern is overlaid on the circuit already formed on the wafer, even when transferring the pattern of the semiconductor device with the X-ray projection exposure apparatus. In order to perform this superimposition exposure with high precision, the mechanism which detects the position of the mask 72 and the wafer 74 under exposure precisely is needed. As such a mechanism, the interferometer (not shown) which measures the position of the mask stage 73 and the wafer stage 75 in real time, and the wafer 74 and the mask which are used in obtaining the reference position of the said both stages A mark position detector mechanism (not shown) for detecting a mark (not shown) formed on the 72 by optical means is used.

그러나 반도체 디바이스의 패턴을 전사하는 경우는 패턴의 이미지를 웨이퍼 상의 소망의 위치에 투영할 필요가 있다. 이 이미지의 위치정밀도는 적어도 형성된 패턴의 최소 선폭보다도 작게 하는 것이 필요하고, 바람직하게는 패턴의 최소 선폭의 1/4 이하가 요구된다. 따라서 노광장치의 해상력의 향상에 따라, 패턴의 위치정밀도 즉, 중첩 정밀도도 향상시켜야 된다.However, when transferring the pattern of the semiconductor device, it is necessary to project the image of the pattern to a desired position on the wafer. The positional accuracy of this image needs to be at least smaller than the minimum line width of the formed pattern, and preferably 1/4 or less of the minimum line width of the pattern is required. Therefore, as the resolution of the exposure apparatus is improved, the positional accuracy of the pattern, that is, the overlapping accuracy, must also be improved.

X선 투영노광장치는 종래의 광투영노광장치보다도, 투영 패턴의 최소 선폭이 작기 때문에, 중첩 정밀도도 향상시킬 필요가 있다. 중첩 정밀도를 향상시키기 위해서는 얼라인먼트 마크의 검출정밀도의 향상, 웨이퍼 스테이지의 구동정밀도의 향상, 베이스라인의 안정성의 향상이 요구된다. 베이스라인의 안정성이란, 베이스라인 (노광시야중심과 마크위치 검출기구의 간격, 도 6 의 BL) 을 측정한 후, 노광할 때까지의 그 사이에 이 값이 일정하게 유지되는 정도를 말한다. 이것이 불안정하면, 웨이퍼의 소망의 위치에 노광위치를 맞출 수 없어 중첩 오차로 된다. 베이스라인이 변동되는 요인은, 투영광학계 경통의 변형이나 그 지지기구의 변형 등이다. 따라서 베이스라인의 안정성은, 경통이나 마크위치 검출기구 및 이들을 지지하는 지지기구의 안정성, 및 베이스라인의 길이에 의해 좌우된다. 마크위치를 검출하여 웨이퍼의 위치ㆍ자세를 얼라인먼트한 후에 노광으로 이행할 때에는 마크위치 검출기구의 검출위치부터 노광위치까지 웨이퍼 스테이지를 구동한다. 따라서, 마크위치 검출기구의 검출위치와 노광시야 사이의 거리인 베이스라인이 길어지면, 웨이퍼 스테이지의 구동거리가 길어져 스테이지의 위치정밀도도 떨어지므로 중첩 정밀도가 나빠진다.Since the X-ray projection exposure apparatus has a smaller minimum line width of the projection pattern than the conventional light projection exposure apparatus, it is also necessary to improve the overlapping accuracy. In order to improve the overlapping accuracy, improvement of detection accuracy of alignment marks, improvement of driving accuracy of the wafer stage, and improvement of baseline stability are required. The stability of the baseline refers to the degree to which this value is kept constant until exposure after measuring the baseline (the distance between the exposure field center and the mark position detector sphere, BL in FIG. 6). If this is unstable, the exposure position cannot be matched to the desired position of the wafer, resulting in an overlap error. The baseline fluctuates due to deformation of the projection optical system barrel, deformation of the support mechanism, and the like. Therefore, the stability of the baseline depends on the stability of the barrel, the mark position detector, and the supporting mechanism supporting them, and the length of the baseline. When the mark position is detected and the position and posture of the wafer are aligned, the wafer stage is driven from the detection position of the mark position detector to the exposure position. Therefore, when the baseline, which is the distance between the detection position of the mark position detector tool and the exposure field length, becomes long, the driving distance of the wafer stage becomes long, and the positional accuracy of the stage also decreases, resulting in poor overlapping accuracy.

현재 제안되고 있는 X선 투영노광장치는 충분한 베이스라인 안정성을 확보하는 것이 곤란하고, 그 결과, 해상력에 알맞은 중첩 정밀도를 얻을 수 없는 문제점이 예상된다. 그 결과, 제조되는 반도체 디바이스의 수율을 보증하지 못할 우려가 있다.The X-ray projection exposure apparatus currently proposed is difficult to secure sufficient baseline stability, and as a result, there is expected a problem that it is not possible to obtain superposition accuracy suitable for resolution. As a result, there is a fear that the yield of the semiconductor device to be manufactured cannot be guaranteed.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 원하는 미세 패턴을 웨이퍼 상의 회로 패턴에 고정밀도로 중첩 노광할 수 있는 X선 투영노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an X-ray projection exposure apparatus capable of exposing a desired fine pattern to a circuit pattern on a wafer with high accuracy.

발명의 개시Disclosure of the Invention

본 발명은 첫째로 「X선 원과, 이 X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하는 X선 조명광학계와, 이 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 이 마스크로부터의 X선을 받아 이 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하는 X선 투영광학계와, 이 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 이 웨이퍼 또는 이 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 검출하는 마크위치 검출기구를 구비하고, 상기 X선 투영광학계의 노광시야가 이 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 있는 X선 투영노광장치로, 상기 마크위치 검출기구의 검출중심이, 상기 X선 투영광학계의 중심축에 대하여, 상기 노광시야의 측에 있는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치 (청구항 1)」를 제공한다.The present invention relates to an X-ray source and an X-ray illumination optical system for irradiating an X-ray generated from the X-ray source onto a mask having a predetermined pattern, a mask stage for supporting the mask, An X-ray projection optical system that receives X-rays and projects an image of this pattern onto a resist-coated wafer, a wafer stage for supporting the wafer, and a mark position detection for detecting positions of the wafer or marks formed on the wafer stage. An X-ray projection exposure apparatus having a mechanism, wherein the exposure field of the X-ray projection optical system is located at a position away from the central axis of the optical system, wherein the detection center of the mark position detector sphere is located at the center axis of the X-ray projection optical system. On the other hand, the X-ray projection exposure apparatus (claim 1), which is on the side of the exposure field of view, is provided.

또 본 발명은 둘째로, 「X선 원과, 이 X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하는 X선 조명광학계와, 이 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 이 마스크로부터의 X선을 받아 이 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하는 X선 투영광학계와, 이 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 이 웨이퍼 또는 이 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 검출하는 마크위치 검출기구를 구비하고, 상기 X선 투영광학계의 노광시야가 이 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 있는 X선 투영노광장치로, 상기 X선 투영광학계의 이미지면 상에서, 이 광학계의 중심축과 이 이미지면의 교점을 원점으로 하여, 노광시야의 중심이 x축 상에서 x < 0 인 위치로 되도록 xy 좌표계를 정한 경우에, 이 마크위치 검출기구의 검출중심이 x ≤0 인 영역에 있는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치 (청구항 2)」를 제공한다.In addition, the present invention is a second X-ray source, an X-ray illumination optical system for irradiating an X-ray generated from the X-ray source onto a mask having a predetermined pattern, a mask stage for supporting the mask, and this mask An X-ray projection optical system that receives X-rays from the image and projects the image of this pattern onto a resist-coated wafer, a wafer stage for supporting the wafer, and a mark for detecting the position of the wafer or the mark formed on the wafer stage An X-ray projection exposure apparatus including a position detector, wherein the exposure field of the X-ray projection optical system is located at a position away from the central axis of the optical system. In the case where the xy coordinate system is determined so that the center of the exposure field is at a position where x <0 on the x axis, with the intersection of the image plane as the origin, the detection center of the mark position detector sphere. An x-ray projection exposure apparatus (claim 2) is provided in the region where x?

또 본 발명은 셋째로, 「상기 검출중심을 상기 x 축상에, 또는 상기 X선 투영광학계의 노광시야의 중심점을 지나 이 x 축에 직교하는 직선상에 배치한 것을 특징으로 하는 청구항 2 에 기재된 X선 투영노광장치 (청구항 3)」를 제공한다.In addition, the present invention is the third, "the detection center is arranged on the x-axis or on a straight line orthogonal to the x-axis past the center point of the exposure field of the X-ray projection optical system, X according to claim 2 characterized in that Line projection exposure apparatus (Claim 3).

또 본 발명은 넷째로, 「상기 마크위치 검출기구는 상기 마크에 가시광, 적외광 또는 자외광을 조사하여, 그 반사광, 산란광 또는 회절광을 검출하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 에 기재된 X선 투영노광장치 (청구항 4)」를 제공한다.The fourth aspect of the present invention provides the X-ray according to claim 1 or 2, wherein the mark position detector sphere irradiates visible, infrared or ultraviolet light to the mark and detects the reflected light, scattered light, or diffracted light. Projection Exposure Equipment (Claim 4).

또 본 발명은 다섯째로, 「상기 마크위치 검출기구는 광학계로 구성하고, 이 광학계는 광로 매체의 굴절율변화에 의한 초점위치의 변화를 보정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 에 기재된 X선 투영노광장치 (청구항 5)」를 제공한다.Further, the fifth aspect of the present invention is that the mark position detector is composed of an optical system, and the optical system has a function of correcting a change in focus position due to a change in refractive index of an optical path medium. Line projection exposure apparatus (Claim 5).

또 본 발명은 여섯째로, 「X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하고, 이 마스크를 마스크 스테이지에 지지하고, 이 마스크의 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하고, 이 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지에 지지하고, 이 웨이퍼 또는 이 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 마크위치 검출기구를 사용하여 검출하고, 상기 X선 투영광학계의 노광시야를 이 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 두고, 상기 X선 투영광학계의 이미지면 상에서, 이 광학계의 중심축과 이 이미지면의 교점을 원점으로 하여, 노광시야의 중심이 x축 상에서 x < 0 인 위치로 되도록 xy 좌표계를 정한 경우에, 이 마크위치 검출기구의 검출중심을 x ≤0 인 영역에 배치하고, 상기 마크위치 검출기구의 검출신호에 의거하여, 상기 웨이퍼 스테이지를 구동하여, 상기 웨이퍼의 원하는 위치에상기 마스크에 형성된 회로 패턴의 투영상을 형성하는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광방법 (청구항 6)」를 제공한다.In addition, the present invention is the sixth, "X-ray generated from the X-ray source is irradiated on the mask having a predetermined pattern, the mask is supported on the mask stage, the image of the pattern of the mask on the wafer coated with a resist The wafer is supported on the wafer stage, the position of the wafer or the mark formed on the wafer stage is detected using a mark position detector, and the exposure field of the X-ray projection optical system is determined from the central axis of the optical system. On the image plane of the X-ray projection optical system, the xy coordinate system is defined so that the center of the exposure field is at a position where x <0 on the x axis, with the intersection of the center axis of the optical system and the image plane as the origin. In this case, the detection center of the mark position detector sphere is placed in an area of x ≦ 0, and based on the detection signal of the mark position detector sphere, Driving the buffer stage to, and provides an X-ray projection exposure method (claim 6) "as to form the projection image of the circuit pattern formed on the mask in the desired position of the wafer.

또 본 발명은, 일곱번째로 「상기 xy좌표계의 원점과 상기 X선 투영광학계의 노광시야의 중심점과의 간격을 측정하고, 그 값에 의거하여 상기 웨이퍼 스테이지의 구동량을 결정하는 것을 특징으로 하는 청구항 6 에 기재된 X선 투영노광방법 (청구항 7)」를 제공한다.According to a seventh aspect of the present invention, the distance between the origin of the xy coordinate system and the center point of the exposure field of the X-ray projection optical system is measured, and the driving amount of the wafer stage is determined based on the value. An X-ray projection exposure method (claim 7) according to claim 6 is provided.

또 본 발명은, 여덟번째로 「청구항 6 또는 7 에 기재된 X선 투영노광방법에 의해 노광을 실시하여 제작한 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 (청구항 8)」를 제공한다.Moreover, this invention provides the 8th "semiconductor device (claim 8) characterized by exposing and producing by the X-ray projection exposure method of Claim 6 or 7."

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1 은 본 발명에 의한 X선 투영노광장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

도 2 는 마크위치 검출기구의 구체적인 구성예를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a specific configuration example of a mark position detector mechanism.

도 3 은 본 발명에 의한 X선 투영노광장치의 노광시야와 마크위치 검출기구의 검출중심의 위치관계를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the positional relationship between the exposure field of the X-ray projection exposure apparatus and the detection center of the mark position detector according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 의한 X선 투영노광장치의 개략도이다.4 is a schematic diagram of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

도 5 는 광투과계의 노광장치의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of an exposure apparatus of a light transmission system.

도 6 은 종래의 노광장치의 노광시야와 마크위치 검출기구의 검출중심의 관계를 나타낸 설명도이다.Fig. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the exposure field of the conventional exposure apparatus and the detection center of the mark position detector.

도 7 은 현재 고안되고 있는 X선 투영노광장치의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of an X-ray projection exposure apparatus currently being devised.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

도 1 은 본 발명에 의한 X선 투영노광장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

본 발명의 X선 투영노광장치의 주된 구성요소는 X선 원 (41), X선 조명광학계 (42), X선 투영광학계 (1), 마스크 (2) 를 지지하는 마스크 스테이지 (3), 웨이퍼 (4) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (5), 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6), 마스크 마크위치 검출기구 (도시생략) 이다.The main components of the X-ray projection exposure apparatus of the present invention are an X-ray circle 41, an X-ray illumination optical system 42, an X-ray projection optical system 1, a mask stage 3 for supporting a mask 2, a wafer A wafer stage 5 supporting the wafer 4, a wafer mark position detector sphere 6, and a mask mark position detector sphere (not shown).

X선 원 (41) 은, 예컨대 방전 플라스마식 X선 광원이다. X선 조명광학계 (42) 는 여러 단의 렌즈, 필터 등으로 이루어지고, 윤대 형상의 조명광을 마스크 (2) 쪽으로 조사한다. 마스크 (2) 는 반사형이고, 그 반사면에, 웨이퍼 (4) 상에 묘화되는 패턴의 등배 또는 확대 패턴이 형성되어 있다. X선 투영광학계 (1) 는 윤대 형상의 노광시야를 갖고, 복수의 반사경 등으로 구성되어 있다. 마스크 (2) 가 반사형이기 때문에, 상기 광학계 (1) 는 마스크측이 비텔레센트릭한 광학계로 되어 있다. 마스크 (2) 의 패턴은 X선 투영광학계 (1) 에서 웨이퍼 (4) 의 표면에 결상된다. 이 때, 마스크 (2) 와 웨이퍼 (4) 를 일정 속도로 동기주사시켜, 마스크 (2) 의 패턴영역을 선택적으로 노광하고, 웨이퍼 (4) 의 표면에 전사한다.The X-ray source 41 is, for example, a discharge plasma X-ray light source. The X-ray illumination optical system 42 consists of several stages of lenses, filters, etc., and irradiates the ring-shaped illumination light toward the mask 2. The mask 2 is of a reflective type, and an equal magnification or enlargement pattern of the pattern drawn on the wafer 4 is formed on the reflective surface. The X-ray projection optical system 1 has a ring-shaped exposure field and is composed of a plurality of reflecting mirrors and the like. Since the mask 2 is a reflection type, the optical system 1 is an optical system in which the mask side is non-telecentric. The pattern of the mask 2 is imaged on the surface of the wafer 4 in the X-ray projection optical system 1. At this time, the mask 2 and the wafer 4 are synchronously scanned at a constant speed, the pattern region of the mask 2 is selectively exposed, and transferred to the surface of the wafer 4.

또한 파장이 1∼30 ㎚ 의 X선은 공기에 의한 흡수가 크기 때문에, X선 노광장치의 X선 광로는 감압분위기, He 분위기, 또는 진공분위기로 유지하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 진공분위기로 하는 것으로, X선 투영노광장치의 광학계는 진공 챔버 (도시생략) 내에 배치되어 있다.In addition, since X-rays having a wavelength of 1 to 30 nm have a large absorption by air, the X-ray optical path of the X-ray exposure apparatus is preferably maintained in a reduced pressure atmosphere, a He atmosphere, or a vacuum atmosphere. Most preferably, it is a vacuum atmosphere, and the optical system of an X-ray projection exposure apparatus is arrange | positioned in the vacuum chamber (not shown).

상기 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 는 예컨대 웨이퍼 상의 마크 (4a) 및 웨이퍼 스테이지 상의 마크 (도시생략) 의 위치를 광학적인 수단 등으로 검출하는 장치이다. 이 기구로부터 얻은 웨이퍼의 위치정보를 근거로 웨이퍼 좌표를 설정하여 웨이퍼 스테이지를 구동하고, 마스크 상의 패턴을 웨이퍼 상의 원하는 위치에 노광한다.The wafer mark position detector mechanism 6 is, for example, an apparatus for detecting the position of the mark 4a on the wafer and the mark (not shown) on the wafer stage by optical means or the like. Wafer coordinates are set based on the wafer position information obtained from this mechanism to drive the wafer stage, and the pattern on the mask is exposed to a desired position on the wafer.

도 2 는 마크위치 검출기구의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a specific configuration example of a mark position detector mechanism.

이 예의 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 는 광학현미경과 같은 것이다. 마크위치 검출기구 (6) 의 광축 (6a ; 검출중심) 의 바로 아래에 웨이퍼 마크 (4a) 가 오도록 웨이퍼 스테이지 (5) 를 위치결정하고, 마크 (4a) 의 확대 이미지를 CCD 등의 검출기 (21) 로 검출하여, 화상처리에 의해 마크의 위치를 검출한다. 이 예의 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 는 레지스트가 감광하기 어려운 광을 발하는 광원 (도시생략) 과, 광원으로부터 사출된 광을 마크에 조사하는 조명광학계 (도시생략) 와 마크의 이미지를 검출기 상에 확대투영하는 검출광학계 (22, 23) 와, CCD 등의 검출기 (21) 로 구성되어 있다. 검출광학계의 개구수를 크게 하여 높은 콘트라스트의 마크 이미지를 얻게 되어, 고정밀도의 마크위치검출을 할 수 있다. 마크위치 검출기구 (6) 에는 위치조정기구 (24) 가 설치되어 있는데, 이 기구 (24) 에 대해서는 후술한다.The wafer mark position detector mechanism 6 in this example is the same as the optical microscope. The wafer stage 5 is positioned so that the wafer mark 4a is directly under the optical axis 6a (detection center) of the mark position detector mechanism 6, and the enlarged image of the mark 4a is placed in a detector 21 such as a CCD. ), The position of the mark is detected by image processing. The wafer mark position detector mechanism 6 of this example includes a light source (not shown) that emits light that the resist hardly exposes, an illumination optical system (not shown) that irradiates the mark with light emitted from the light source, and an image of the mark on the detector. It consists of the detection optical systems 22 and 23 to enlarge and project, and the detectors 21, such as CCD. By increasing the numerical aperture of the detection optical system, a high contrast mark image can be obtained, and highly accurate mark position can be detected. The position adjusting mechanism 24 is provided in the mark position detector mechanism 6, which will be described later.

다음으로 도 3 을 참조하면서, 본 발명의 X선 투영노광장치에서의 노광시야와 웨이퍼 마크위치 검출기구의 검출중심의 위치관계에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 3, the positional relationship of the exposure field and the detection center of a wafer mark position detector tool in the X-ray projection exposure apparatus of this invention is demonstrated.

이 도면은, 노광시야 (31) 가 윤대 형상인 경우에 대하여 나타낸 것으로, 노광시야 (31) 를 포함하는 평면 (X선 투영광학계의 이미지면) 을 위에서 본 도면이다. 이 예에서는 노광시야 (31) 는 X선 투영광학계의 중심축과 이 이미지면의 교점 (32) 을 중심으로 한, 소정 반경과 열림각을 갖는 2개의 원호 (33, 34) 에 끼워진 영역이다. 전술한 바와 같은 반사형 광학계에서는 광학계 중심축 부근에 넓은 시야를 설정하기 어렵기 때문에, 이와 같은 원호 형상 (윤대 형상) 의 노광시야로 되어 있다.This figure shows the case where the exposure field 31 has a ring-shaped shape, which is a view of the plane (image plane of the X-ray projection optical system) including the exposure field 31 as viewed from above. In this example, the exposure field 31 is an area sandwiched between two circular arcs 33 and 34 having a predetermined radius and an opening angle around the center axis of the X-ray projection optical system and the intersection 32 of this image plane. In the above-described reflective optical system, it is difficult to set a wide field of view in the vicinity of the central axis of the optical system, and thus the exposure field of such an arc shape (ring-shaped) is obtained.

웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 의 검출중심은, 도 2 에 나타낸 바와 같이 마크위치 검출기구 (6) 와 X선 투영광학계 (1) 의 기계적 간섭의 제약으로부터, X선 투영광학계 (1) 의 중심축 (1a) 으로부터 일정거리 떨어진 장소에 배치한다. 통상, 마크위치 검출기구 (6) 는 투영광학계 (1) 의 경통의 측벽에 장착되므로, 마크위치 검출기구 (6) 의 중심축 (6a ; 즉 검출중심) 과 투영광학계 (1) 의 중심축 (1a) 의 거리는 투영광학계 (1 ; 경통) 의 반경 R (예컨대 300㎜) 에 마크위치 검출기구 (6 ; 경통) 의 반경 r (예컨대 50㎜) 을 합한 정도의 값으로 된다.The detection center of the wafer mark position detector sphere 6 is the center of the X-ray projection optical system 1 due to the limitation of mechanical interference between the mark position detector sphere 6 and the X-ray projection optical system 1 as shown in FIG. 2. It is arrange | positioned at the place which is a fixed distance from axis 1a. Usually, since the mark position detector sphere 6 is mounted on the side wall of the barrel of the projection optical system 1, the center axis 6a (ie detection center) of the mark position detector sphere 6 and the center axis of the projection optical system 1 ( The distance of 1a) is a value which adds the radius R (for example, 300 mm) of the projection optical system 1 (barrel) to the radius r (for example, 50 mm) of the mark position detector port 6 (barrel).

본 발명에 있어서는 도 3 에 나타낸 바와 같이, 상기 이미지면 상에서, X선 투영광학계의 중심축과 이 이미지면의 교점 (32 ; 투영광학계 중심) 을 원점으로 하고, 노광시야 (31) 의 중심점 (36) 이 x 축상에서 x < 0 인 위치로 되는 xy 좌표계를 정했을 때, x ≤0 인 영역 (도면중 사선으로 나타낸 영역 (39)) 에 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 의 검출중심 (35a) 을 배치한다.In the present invention, as shown in Fig. 3, on the image plane, the center axis (36: center of the projection optical system) of the X-ray projection optical system and the intersection of the image plane as the origin and the center point (36) of the exposure field 31 ) When the xy coordinate system at which x <0 is located on the x-axis is determined, the detection center 35a of the wafer mark position detector sphere 6 is placed in an area where x ≤ 0 (area 39 indicated by diagonal lines in the drawing). To place.

즉, 투영광학계 중심축인 원점 (32) 과 노광시야 (31) 의 중심 (36) 을 연결한 선을 x 축으로 하고, 원점 (32) 에서 보아 노광시야중심 (36) 이 마이너스가 되도록 x 좌표를 취한다. 그리고 동일하게 마크검출중심 (35a) 도 마이너스측 (0포함) 에 둔다. 이것을 다른 표현으로 하면, 마크위치 검출기구의 검출중심 (35a) 이, 투영광학계 중심축 (1a) 에 대하여, 노광시야 (31) 측에 있다고 할 수 있다. 또한 이 x 축은, 통상 웨이퍼 스테이지를 스캔 이송하는 축과 일치한다.That is, the x coordinate is set so that the line connecting the origin 32 of the projection optical system center and the center 36 of the exposure field 31 is the x-axis, and the exposure field center 36 becomes negative when viewed from the origin 32. Take Similarly, the mark detection center 35a is also placed on the negative side (including 0). In other words, it can be said that the detection center 35a of the mark position detector sphere is on the exposure field 31 side with respect to the projection optical system central axis 1a. In addition, this x-axis generally coincides with the axis | shaft which scan-transfers a wafer stage.

검출중심 (35) 을 상기 영역 (39) 에 배치함으로써, 다른 장소에 배치한 경우보다도, 베이스라인 BL (검출중심 (35) 과 노광시야중심 (36) 의 거리) 을 작게 할 수 있다. 그 결과, 얼라인먼트 위치부터 노광위치까지의 웨이퍼 스테이지의 구동거리를 짧게 할 수 있어, 베이스라인의 안정성이 향상된다. 특히 검출중심을 x 축 상의 점 (35a) 에 배치하면 베이스라인의 안정성이 향상된다.By arranging the detection center 35 in the region 39, the baseline BL (the distance between the detection center 35 and the exposure field sight 36) can be made smaller than in the case where the detection center 35 is arranged in another location. As a result, the driving distance of the wafer stage from the alignment position to the exposure position can be shortened, and the stability of the baseline is improved. In particular, placing the detection center at the point 35a on the x-axis improves the stability of the baseline.

또 검출중심을 노광시야의 중심점 (36) 을 지나 x 축에 직교하는 직선 (37 ; y 축 평행선) 상의 점 (35b 및 35c) 에 배치하는 경우도, 좌표 파악이 간단해져 베이스라인의 안정성이 향상된다.In addition, even when the detection center is disposed at the points 35b and 35c on the straight line 37 (y-axis parallel line) orthogonal to the x-axis passing through the center point 36 of the exposure field, the grasp of coordinates becomes simple and the stability of the baseline is improved. do.

또한 상기 해칭영역 (39) 에서도 투영광학계의 광학경통과 간섭하는 위치에는 마크위치 검출기구를 둘 수 없고, 실제는 원점 (32) 으로부터 도 2 에 나타낸 거리 R + r (투영광학계 경통 반경 + 마크위치 검출기구 반경) 이상 떨어진 위치가 된다. 베이스라인 BL 이 가장 짧은 것은, 도 3 의 x축 상의 검출중심 (35a) 의 경우로, 이 경우의 베이스라인 BL 의 치수는 상기 R + r 에서 원점 (32) 과 노광시야중심 (36) 의 거리 F 를 뺀 값이 된다.Also, in the hatching area 39, a mark position detector can not be placed at a position that interferes with the optical barrel of the projection optical system. Actually, the distance R + r shown in Fig. 2 from the origin 32 is shown. The radius of the detector opening). The shortest baseline BL is in the case of the detection center 35a on the x-axis of FIG. 3, and the dimension of the baseline BL in this case is the distance between the origin 32 and the exposure field center 36 at R + r. F is subtracted.

상기 마크위치 검출기구는 상기 마크에 가시광, 적외광 또는 자외광을 조사하여, 그 반사광, 산란광 또는 회절광을 검출하는 것이 바람직하다. 광학적인 검출방법을 채용함으로써, 높은 검출 정밀도를 얻을 수 있다. 특히 검출광의파장대폭을 넓게 하면, 레지스트 내부에서의 광의 간섭효과가 작아져 검출정밀도가 향상된다.It is preferable that the mark position detector sphere irradiates visible, infrared or ultraviolet light to the mark and detects the reflected light, scattered light or diffracted light. By employing the optical detection method, high detection accuracy can be obtained. In particular, when the wavelength band of the detection light is widened, the interference effect of light inside the resist is reduced, and the detection accuracy is improved.

또 마크위치 검출기구를 광학장치로 구성하고, 그 광학계의 일부를 노광환경인 진공중에 배치하는 경우는 환경매체와 광학소자의 굴절율차를 진공과 유리의 굴절율차로 하여 설계하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 고분해능의 광학계를 작성할 수 있어, 마크위치검출 정밀도가 향상된다.In addition, when the mark position detector sphere is composed of an optical device and a part of the optical system is disposed in a vacuum which is an exposure environment, it is preferable to design the difference in refractive index between the environmental medium and the optical element as the difference in refractive index between vacuum and glass. As a result, a high resolution optical system can be produced, and the mark position detection accuracy is improved.

한편, 마크위치 검출기구를 조정할 때는 대기중에서 조정할 수 있으면, 조정이 용이해진다. 이 때, 진공중에서 수차가 최적이 되도록 설계된 광학계는 반드시 대기중에서 동일한 수차특성이 얻어진다고는 할 수 없다. 특히 초점거리가 크게 변화되는 경우가 많다. 따라서 마크위치 검출기구에 초점위치의 보정기구를 설치하는 것이 바람직하다. 본 기능을 설치함으로써, 대기중에서도 마크위치검출이 가능해져, 마크위치 검출기구의 조정을 용이하게 할 수 있다.On the other hand, when adjusting the mark position detector mechanism, the adjustment becomes easy as long as it can be adjusted in the air. At this time, the optical system designed so that the aberration is optimal in vacuum does not necessarily mean that the same aberration characteristic is obtained in the atmosphere. In particular, the focal length is often changed greatly. Therefore, it is desirable to provide a focus position correction mechanism in the mark position detector. By providing this function, the mark position can be detected even in the air, and the mark position detector can be easily adjusted.

상기 보정기구는 예컨대 광학계를 구성하는 렌즈의 일부를 광축방향으로 이동시킬 수 있다. 마크위치 검출기구의 광학계는 그 전부를 진공 챔버내에 배치하거나 또는 일부를 진공 챔버내에 배치하고 나머지 부분을 진공 챔버 밖에 배치하는 형태를 생각할 수 있다. 전자의 경우는 렌즈 등의 위치조정을 진공중에서 실시할 필요가 있기 때문에, 도 2 에 나타낸 바와 같이 진공중에서 구동가능한 모터 등의 액츄에이터 (24) 를 배치하면, 진공중에 있는 렌즈를 원격조작할 수 있기 때문에 바람직하다. 후자에 있어서는 조정기구를 전자와 동일하게 진공중에 배치하여도 되지만, 바람직하게는 진공 챔버 밖에 배치하는 것이 바람직하다. 이것이 조정기구를 저비용으로 작성할 수 있다.The correction mechanism can, for example, move a part of the lens constituting the optical system in the optical axis direction. It is conceivable that the optical system of the mark position detector tool is arranged in the vacuum chamber or a part thereof in the vacuum chamber and the rest in the vacuum chamber. In the former case, since the position adjustment of the lens or the like needs to be performed in a vacuum, as shown in Fig. 2, by arranging an actuator 24 such as a motor that can be driven in the vacuum, the lens in the vacuum can be remotely operated. It is preferable because of that. In the latter case, the adjusting mechanism may be arranged in a vacuum in the same manner as the former one, but preferably it is preferably arranged outside the vacuum chamber. This makes the adjustment mechanism low cost.

마크위치 검출기구는 광학적인 검출기구에 한정하지 않는다. 마크에 전자선, X선, 입자선을 조사하여, 그 반사, 산란, 회절, 투과 또는 여기한 전자선, X선, 입자선을 검출하는 기구이어도 된다. X선 투영노광장치는 노광환경이 진공이기 때문에, 상기 전자선, X선, 입자선 중 공기에 흡수되기 쉽고, 종래의 노광장치에서는 검출이 곤란하였던 것을 이용하여 검출할 수 있다. 이와 같은 특징을 이용하여, 종래의 노광장치와는 다른 수단으로, 높은 검출정밀도를 달성할 수 있다.The mark position detector sphere is not limited to the optical detector sphere. The mechanism may be irradiated with an electron beam, an X-ray, a particle beam, and detects the reflection, scattering, diffraction, transmission, or excitation of the electron beam, X-ray, or particle beam. Since the exposure environment is a vacuum, the X-ray projection exposure apparatus is easily absorbed by the air among the electron beams, X-rays, and particle beams, and can be detected using a conventional detection apparatus that was difficult to detect. By using such a feature, high detection accuracy can be achieved by means different from the conventional exposure apparatus.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these examples.

도 4 는 본 발명에 의한 제 1 실시형태인 X선 투영노광장치를 나타내고 있다.Fig. 4 shows an X-ray projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.

본 장치는 주로 X선 광원 (도시생략) 과 X선 조명광학계 (도시생략), X선 투영광학계 (1), 마스크 92) 를 지지하는 마스크 스테이지 (3), 웨이퍼 (4) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (5), 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6), 마스크 마크위치 검출기구 (도시생략), 진공 챔버 (7), 경통을 지지하는 베이스 부재 (8), 베이스 부재 (8) 를 지지하는 제진대 (9) 로 구성된다.The apparatus mainly includes a mask stage 3 for supporting an X-ray light source (not shown), an X-ray illumination optical system (not shown), an X-ray projection optical system 1, and a mask 92, and a wafer stage for supporting a wafer 4. (5), wafer mark position detector sphere 6, mask mark position detector sphere (not shown), vacuum chamber 7, base member 8 for supporting barrel, and vibration damping table for supporting base member 8 ( 9) consists of.

본 장치는 X선 광원으로서 레이저 플라스마 X선 원을 사용하여, 여기에서 발한 X선이 X선 조명광학계를 통하여 마스크 (2) 에 조사된다. 이 때 노광파장은 예컨대 13.5 ㎚ 으로 하고, 마스크 (2) 는 반사형인 것을 사용한다. 마스크(2) 에서 반사된 X선 (11a) 은, X선 투영광학계 (1) 를 통과하여 웨이퍼 (4) 상에 도달하고, 마스크 패턴이 웨이퍼 (4) 상에 축소전사된다.This apparatus uses a laser plasma X-ray source as an X-ray light source, and the X-rays emitted thereon are irradiated onto the mask 2 through an X-ray illumination optical system. At this time, an exposure wavelength is 13.5 nm, for example, and the mask 2 uses a reflective type. The X-ray 11a reflected by the mask 2 passes through the X-ray projection optical system 1 to reach the wafer 4, and the mask pattern is reduced-transferred on the wafer 4.

X선 투영광학계 (1) 는 6장의 반사경으로 구성되고, 배율은 1/4 이고, 폭 2 ㎜ 길이 30 ㎜ 의 윤대 형상의 노광시야를 갖는다. 6장의 반사경은, 경통내에 지지되어 있다. 경통을 인바제로 함으로써 열변형이 쉽게 발생하지 않게 할 수 있다.The X-ray projection optical system 1 is composed of six reflecting mirrors, has a magnification of 1/4, and has a ring-shaped exposure field of 2 mm in width and 30 mm in length. Six reflecting mirrors are supported in the barrel. By invading the barrel, thermal deformation can be prevented from occurring easily.

반사경은 반사면 형상이 비구면이고, 그 표면에는 X선의 반사율을 향상시키기 위한 Mo/Si 다층막이 코팅되어 있다. Mo 층은 상세하게는 Mo 층과 Ru 층이 번갈아 적층되어 형성되고, 다층막의 내부응력 30 ㎫ 이하로 한 것을 사용한다.The reflecting mirror has an aspherical surface with a reflecting surface, and the surface is coated with a Mo / Si multilayer film for improving the reflectance of X-rays. In detail, the Mo layer is formed by alternately stacking the Mo layer and the Ru layer, and uses an internal stress of 30 MPa or less in the multilayer film.

노광시는 마스크 (2) 및 웨이퍼 (4) 는 각각 마스크 스테이지 (3) 및 웨이퍼 스테이지 (5) 에 의해 주사된다. 웨이퍼의 주사속도는 항상 마스크의 주사속도의 1/4 가 되도록 동기되어 있다. 그 결과, 마스크 상의 패턴을 웨이퍼 상에 1/4로 축소하여 전사할 수 있다.At the time of exposure, the mask 2 and the wafer 4 are scanned by the mask stage 3 and the wafer stage 5, respectively. The scanning speed of the wafer is always synchronized so that it is 1/4 of the scanning speed of the mask. As a result, the pattern on the mask can be reduced to 1/4 on the wafer and transferred.

웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 는 전술한 특수한 광학현미경을 사용할 수 있다. 웨이퍼 상의 마크의 확대 이미지를 CCD 로 촬상하고, 화상처리에 의해 웨이퍼의 위치를 검출한다.The wafer mark position detector mechanism 6 can use the above-mentioned special optical microscope. An enlarged image of a mark on the wafer is picked up by a CCD and the position of the wafer is detected by image processing.

웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 의 검출중심은, 도 3 에 나타낸 바와 같이 x 축 상의 점 (35a) 의 위치에 배치한다. 즉 이 위치의 마크의 이미지를 관찰할 수 있도록, 웨이퍼 마크위치 검출기구를 배치한다. 이 때, 노광시야의 중심점 (36) 과 검출중심 (35a) 의 간격인 베이스라인 (도 3 의 BL) 이 최대한으로 작아지도록, 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 를 배치한다.The detection center of the wafer mark position detector mechanism 6 is arranged at the position of the point 35a on the x-axis as shown in FIG. That is, the wafer mark position detector mechanism is arranged so that the image of the mark at this position can be observed. At this time, the wafer mark position detector sphere 6 is disposed so that the baseline (BL in FIG. 3), which is the distance between the center point 36 of the exposure field and the detection center 35a, is made as small as possible.

웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 는 베이스 부재 (8) 에 고정되어 있다. 베이스 부재 (8) 는 제진대 (9) 상에 배치하여, X선 투영광학계 및 웨이퍼 마크위치 검출기구에 진동이 쉽게 전달되지 않게 되어 있다. 베이스 부재에 마스크 스테이지 (3), 웨이퍼 스테이지 (5) 등으로부터의 진동이 전달되지 않도록, 진공 챔버 (7) 와 베이스 부재 (8) 사이에 벨로즈 등의 완충부재 (10) 를 끼운 구조로 되어 있다. 이상과 같은 구성으로 함으로써, X선 투영광학계 (1) 와 웨이퍼 마크위치 검출기구 (6) 의 위치관계가 대략 일정하게 유지된다.The wafer mark position detector mechanism 6 is fixed to the base member 8. The base member 8 is disposed on the vibration damping table 9 so that vibration is not easily transmitted to the X-ray projection optical system and the wafer mark position detector. The shock absorbing member 10 such as a bellows is sandwiched between the vacuum chamber 7 and the base member 8 so that vibrations from the mask stage 3, the wafer stage 5 and the like are not transmitted to the base member. have. With the above configuration, the positional relationship between the X-ray projection optical system 1 and the wafer mark position detector sphere 6 is kept substantially constant.

이상의 기구에 의해, 웨이퍼의 마크의 위치를 10 ㎚ 이하의 고정밀도로 검출할 수도 있게 된다. 또 베이스라인도 10 ㎚ 이하의 안정성을 얻을 수도 있게 된다. 본 발명에 의한 노광장치는 이 검출결과에 의거하여 노광 패턴을 웨이퍼 표면에 형성된 회로패턴에 고정밀도로 중첩하여 노광하고, 최소 크기 0.07 ㎛의 레지스트 패턴을, 원하는 영역인 웨이퍼 상의 반도체 칩 1개분의 영역 전체면에, 원하는 형상으로 얻을 수 있다. 또한 높은 수율이면서 높은 스루풋으로 디바이스를 제작할 수 있다.By the above mechanism, the position of the mark of the wafer can also be detected with high accuracy of 10 nm or less. In addition, the baseline can also obtain stability of 10 nm or less. The exposure apparatus according to the present invention exposes the exposure pattern with high accuracy by overlapping the circuit pattern formed on the wafer surface on the basis of the detection result, and exposes a resist pattern with a minimum size of 0.07 μm for one semiconductor chip on the wafer as a desired region. The whole surface can be obtained in a desired shape. The device can also be manufactured with high throughput and high throughput.

전술한 실시형태의 X선 투영노광장치를 사용하여, 레지스트를 도포한 웨이퍼에 노광을 실시하는 예에 대하여 설명한다.An example of exposing to a wafer coated with a resist using the X-ray projection exposure apparatus of the above-described embodiment will be described.

노광할 때에는 미리 웨이퍼 표면의 복수의 마크를 마크위치 검출기구로 검출하여, 마크의 간격을 측정한다. 그리고 측정값과 설계값의 차이로부터, 노광에 최적한 배율보정량을 산출한다. 그리고 마스크 및 웨이퍼를 각각 X선 투영광학계의 광축방향으로 이동시켜 투영배율을 보정한다.In the case of exposure, the several mark on the wafer surface is previously detected by a mark position detector port, and the space | interval of a mark is measured. And the magnification correction amount optimal for exposure is computed from the difference of a measured value and a design value. Then, the mask and the wafer are respectively moved in the optical axis direction of the X-ray projection optical system to correct the projection magnification.

다음에 노광시야중심과 검출중심의 거리인 베이스라인을 측정한다.Next, the baseline, which is the distance between the exposure field center and the detection center, is measured.

또한 웨이퍼 표면 및 마스크 표면의 마크를 웨이퍼 마크위치 검출기구 및 마스크 마크위치 검출기구로 검출한다. 그리고 이미 측정한 베이스라인의 값에 의거하여, 투영 패턴이 웨이퍼 표면에 이미 형성된 회로 패턴에 원하는 중첩 정밀도 이하로 형성되도록, 웨이퍼 스테이지 및 마스크 스테이지를 구동하여 웨이퍼 위치를 조정한다.Further, the marks on the wafer surface and the mask surface are detected by the wafer mark position detector sphere and the mask mark position detector sphere. Based on the measured baseline values, the wafer stage and the mask stage are driven to adjust the wafer position so that the projection pattern is formed below a desired superposition accuracy on the circuit pattern already formed on the wafer surface.

이상의 노광방법에 의해, 최소 크기 0.07 ㎛ 의 레지스트 패턴을, 원하는 영역인 웨이퍼 상의 반도체 칩 1개분의 영역 전체면에, 원하는 형상으로 얻을 수도 있게 된다. 이 때의 중첩 정밀도는 10 ㎚ 이하를 기대할 수 있다.By the above exposure method, a resist pattern having a minimum size of 0.07 占 퐉 can be obtained in a desired shape on the entire surface of the region for one semiconductor chip on the wafer as the desired region. The superposition accuracy at this time can expect 10 nm or less.

전술한 X선 투영노광장치를 사용하여, 전술한 예의 노광방법에 의해 반도체 디바이스를 제작하는 방법에 대하여 설명한다.The method of manufacturing a semiconductor device by the exposure method of the above-mentioned example using the above-mentioned X-ray projection exposure apparatus is demonstrated.

디바이스는 예컨대 16GB (기가 바이트) 의 DRAM 으로 한다. 이 디바이스는 22층의 회로가 형성되어 있고, 그 중의 15층을 본 발명에 의한 X선 투영노광장치로 노광한다. 나머지 7층은 최소 패턴 크기가 0.15 ㎛ 이상이므로, 엑시머 레이저 노광장치로 노광한다, 각 노광 사이에는 레지스트 도포, 도핑, 어닐링, 에칭, 디포지션 등의 처리를 실시하여 디바이스 회로를 제작한다. 그리고 마지막으로 실리콘 웨이퍼를 절단하여 칩형상으로 분할하고, 각 칩을 세라믹제의 패키지에 포장한다.The device is, for example, 16 GB (gigabyte) of DRAM. This device has 22 layers of circuits, and 15 of them are exposed by the X-ray projection exposure apparatus according to the present invention. Since the remaining seven layers have a minimum pattern size of 0.15 mu m or more, they are exposed by an excimer laser exposure apparatus. A device circuit is fabricated by performing resist coating, doping, annealing, etching, deposition, and the like between the exposures. Finally, the silicon wafer is cut and divided into chip shapes, and each chip is packaged in a ceramic package.

이상과 같이 제작한 반도체 디바이스는 16GB 의 대용량을 가지면서, 원하는전기특성을 나타내는 것으로 할 수 있다.The semiconductor device manufactured as described above can have a large capacity of 16 GB and exhibit desired electrical characteristics.

산업상의 이용가능성Industrial availability

이상과 같이 본 발명의 X선 투영노광장치에 의하면, 베이스라인을 안정적으로 유지할 수 있다. 그 결과, 변형량이 큰 프로세스 웨이퍼에 대해서도 높은 중첩 정밀도이면서 높은 스루풋으로 노광을 실시할 수 있다.As described above, according to the X-ray projection exposure apparatus of the present invention, the baseline can be stably maintained. As a result, even a process wafer with a large amount of deformation can be exposed at high throughput with high overlapping accuracy.

Claims (8)

X선 원;X-ray circle; 상기 X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하는 X선 조명광학계;An X-ray illumination optical system for irradiating an X-ray generated from the X-ray source onto a mask having a predetermined pattern; 상기 마스크를 지지하는 마스크 스테이지;A mask stage for supporting the mask; 상기 마스크로부터의 X선을 받아 상기 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하는 X선 투영광학계;An X-ray projection optical system for receiving X-rays from the mask and projecting the image of the pattern onto a wafer coated with a resist; 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지; 및A wafer stage for supporting the wafer; And 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 검출하는 마크위치 검출기구를 구비하고,A mark position detector for detecting a position of a mark formed on the wafer or the wafer stage, 상기 X선 투영광학계의 노광시야가 상기 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 있는 X선 투영노광장치이고,An X-ray projection exposure apparatus in which an exposure field of the X-ray projection optical system is located away from a central axis of the optical system, 상기 마크위치 검출기구의 검출중심이, 상기 X선 투영광학계의 중심축에 대하여, 상기 노광시야의 측에 있는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치.And the detection center of the mark position detector is on the side of the exposure field with respect to the central axis of the X-ray projection optical system. X선 원;X-ray circle; 상기 X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하는 X선 조명광학계;An X-ray illumination optical system for irradiating an X-ray generated from the X-ray source onto a mask having a predetermined pattern; 상기 마스크를 지지하는 마스크 스테이지;A mask stage for supporting the mask; 상기 마스크로부터의 X선을 받아 상기 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하는 X선 투영광학계;An X-ray projection optical system for receiving X-rays from the mask and projecting the image of the pattern onto a wafer coated with a resist; 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지; 및A wafer stage for supporting the wafer; And 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 검출하는 마크위치 검출기구를 구비하고,A mark position detector for detecting a position of a mark formed on the wafer or the wafer stage, 상기 X선 투영광학계의 노광시야가 상기 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 있는 X선 투영노광장치이고,An X-ray projection exposure apparatus in which an exposure field of the X-ray projection optical system is located away from a central axis of the optical system, 상기 X선 투영광학계의 이미지면 상에서, 상기 광학계의 중심축과 상기 이미지면의 교점을 원점으로 하여, 노광시야의 중심이 x축 상에서 x < 0 인 위치로 되도록 xy 좌표계를 정한 경우에, 상기 마크위치 검출기구의 검출중심이 x ≤0 인 영역에 있는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치.On the image plane of the X-ray projection optical system, when the xy coordinate system is determined so that the center of the exposure field is at a position where x <0 on the x axis, with the intersection of the center axis of the optical system and the image plane as the origin, the mark An x-ray projection exposure apparatus, characterized in that the detection center of the position detector is in a region where x ≤ 0. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 검출중심을 상기 x 축 상에, 또는 상기 X선 투영광학계의 노광시야의 중심점을 지나 상기 x 축에 직교하는 직선 상에 배치한 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치.And the detection center is arranged on the x-axis or on a straight line perpendicular to the x-axis past the center point of the exposure field of the X-ray projection optical system. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 마크위치 검출기구는, 상기 마크에 가시광, 적외광 또는 자외광을 조사하여, 그의 반사광, 산란광 또는 회절광을 검출하는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치.And the mark position detector sphere irradiates visible, infrared or ultraviolet light to the mark and detects the reflected light, scattered light or diffracted light. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 마크위치 검출기구는 광학계로 구성되고, 이 광학계는 광로의 매체의 굴절율변화에 의한 초점위치의 변화를 보정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광장치.And said mark position detector sphere comprises an optical system, said optical system having a function of correcting a change in focus position due to a change in refractive index of a medium of an optical path. X선 원으로부터 발생되는 X선을 소정의 패턴을 갖는 마스크 상에 조사하고,X-rays generated from X-ray circles are irradiated onto a mask having a predetermined pattern, 상기 마스크를 마스크 스테이지에 지지하고,Support the mask to a mask stage, 상기 마스크의 패턴의 이미지를 레지스트를 도포한 웨이퍼 상에 투영하고,Project an image of the pattern of the mask onto a wafer coated with a resist, 상기 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지에 지지하고,Supporting the wafer on a wafer stage, 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 스테이지에 형성된 마크의 위치를 마크위치 검출기구를 사용하여 검출하고,The position of the mark formed on the wafer or the wafer stage is detected using a mark position detector; 상기 X선 투영광학계의 노광시야를 상기 광학계의 중심축으로부터 떨어진 위치에 두고,The exposure field of the X-ray projection optical system is located at a position away from the central axis of the optical system, 상기 X선 투영광학계의 이미지면 상에서, 상기 광학계의 중심축과 상기 이미지면의 교점을 원점으로 하여, 노광시야의 중심이 x 축 상에서 x < 0 인 위치로 되도록 xy 좌표계를 정한 경우에, 상기 마크위치 검출기구의 검출중심을 x ≤0 인 영역에 배치하고,On the image plane of the X-ray projection optical system, when the xy coordinate system is determined so that the center of the exposure field is at a position where x <0 on the x axis, with the intersection of the center axis of the optical system and the image plane as the origin, the mark Place the detection center of the position detector sphere in the region of x ≤ 0, 상기 마크위치 검출기구의 검출신호에 기초하여, 상기 웨이퍼 스테이지를 구동하여, 상기 웨이퍼의 소망의 위치로 상기 마스크에 형성된 회로 패턴의 투영 이미지를 형성하는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광방법.And the wafer stage is driven based on the detection signal of the mark position detector to form a projected image of a circuit pattern formed in the mask at a desired position of the wafer. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 xy 좌표계의 원점과 상기 X선 투영광학계의 노광시야의 중심점과의 간격을 측정하고, 그 값에 기초하여 상기 웨이퍼 스테이지의 구동량을 결정하는 것을 특징으로 하는 X선 투영노광방법.And measuring the distance between the origin of the xy coordinate system and the center point of the exposure field of the X-ray projection optical system, and determining the driving amount of the wafer stage based on the value. 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 X선 투영노광방법에 의해 노광을 행하여 제작한 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.The semiconductor device was produced by exposing by the X-ray projection exposure method of Claim 6 or 7.
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